Salk Institute genetičari pokazuju kako mijenjati DNK

Znanstvenici su pronašli novu uporabu za preciznu tehniku ​​uređivanja gena koja bi se mogla pokazati sigurnijom i liječiti bolesti bez stvaranja mutiranih nuspojava.

S tehnologijom CRISPR-Cas9 koja istraživačima omogućuje da uklone, dodaju ili mijenjaju dijelove DNA slijeda, učestalost genetskih bolesti može se smanjiti u budućim generacijama.

Znanstvenici sa Salk instituta za biološke studije u La Jolli u Kaliforniji opisali su svoje istraživanje u časopisu objavljenom u četvrtak u časopisu Stanica.

CRISPR je spreman biti jedno od najvažnijih - i najprofitabilnijih bioloških otkrića u našem životu, iako se velike nade znanstvenika još nisu sasvim razjasnile.

Pomoću te tehnologije znanstvenici mogu uređivati ​​DNK jeftinije i preciznije nego ikada prije, odrezujući određene segmente DNA slijeda i zamjenjujući ih novim sekvencama. Ovo predstavlja mogućnosti koje uključuju uklanjanje genetskih bolesti, obrnuto inženjerski dinosauri, pa čak i mijenjanje ljudskih embrija.

Nova studija mogla bi poboljšati izglede znanstvenika za liječenje genetskih bolesti.

Znanstvenici su koristili CRISPR-Cas9 kako bi izmijenili ekspresiju gena u miševa za liječenje mišjih modela humanih bolesti bez stvaranje dvostrukih lomova u DNA koji bi mogli uzrokovati neočekivane štetne mutacije. Drugim riječima, promijenili su aktivnost DNK umjesto mijenjanja sekvenca DNA. Promjene u ekspresiji gena, ukazuju, poboljšale su stanje miševa s ljudskim bolestima: dijabetes tipa I, akutno oštećenje bubrega i mišićna distrofija.

Ovo istraživanje obećava jer nudi mogućnost da znanstvenici mogu primijeniti CRISPR, tehniku ​​s mnogo potencijala za jeftine i učinkovite genetske terapije, bez brige o stvaranju neželjenih posljedica u ljudima, biljkama ili životinjama koje liječe.

"Rezanje DNK otvara vrata za uvođenje novih mutacija", rekao je viši autor Juan Carlos Izpisua Belmonte, istraživač genske ekspresije na Institutu za biološke studije Salk. “To je nešto što će ostati s nama s CRISPR-om ili bilo kojim drugim alatom koji razvijamo i koji siječe DNK. To je glavno usko grlo na polju genetike - mogućnost da stanica, nakon rezanja DNK, može izazvati štetne pogreške."

Promjenom ekspresije gena u DNA predmetnih miševa, znanstvenici su vidjeli značajno poboljšanje u ljudskim bolestima koje su miševi modelirali. Ovo je mali, ali značajan korak naprijed za CRISPR-Cas9, koji su mnogi glasno rekli kao budućnost, čak i ako se nije ispunila ta obećanja.

Ovaj rad dolazi s upozorenjem, naravno, da su znanstvenici proveli istraživanje na miševima, tako da je testiranje na ljudskim subjektima vjerojatno još daleko od godina. No, ova studija dokazuje da se CRISPR-Cas9 može koristiti za promjenu ekspresije gena, što je vrlo stvaran razvoj u tome što pomiče loptu naprijed u pomaganju u liječenju bolesti kod ljudi.

Sažetak:

Trenutni sustavi za uređivanje genoma uglavnom se oslanjaju na stvaranje dvostrukih lančanih DNA (DSBs). To može ograničiti njihovu korisnost u kliničkim terapijama, jer ne-željene mutacije uzrokovane DSB-ovima mogu imati štetne učinke. Sustav CRISPR / Cas9 nedavno je prenamijenjen kako bi omogućio aktivaciju ciljnog gena, omogućujući regulaciju endogene ekspresije gena bez stvaranja DSB-a. Međutim, provedba ovog sustava pojačanja funkcije pokazala se teškom. Ovdje navodimo robustan sustav za in vivo aktiviranje endogenih ciljnih gena putem trans-epigenetičkog remodeliranja. Sustav se oslanja na regrutiranje Cas9 i transkripcijskih aktivacijskih kompleksa za ciljanje lokusa pomoću modificiranih pojedinačnih vodičaRNA. Kao dokaz koncepta, koristili smo ovu tehnologiju za liječenje nekoliko mišjih modela humanih bolesti. Rezultati pokazuju da se aktivacija ciljnog gena posredovana CRISPR / Cas9 može postići in vivo, što dovodi do vidljivih fenotipskih promjena i poboljšanja simptoma bolesti. Time se uspostavljaju novi putevi za razvoj ciljanih epigenetskih terapija protiv ljudskih bolesti.